BAB II
DASAR TEORI
2.1 Tinjauan Pustaka
2.1.1 Pengertian Penggorengan vakum
Penggorengan merupakan pengolahan pangan yang umum
dilakukan untuk mempersiapkan makanan dengan jalan memanaskan
makanan dalam panci yang berisi minyak. Proses ini bertujuan untuk
menghasilkan produk yang mengembang dan renyah. Selain itu juga
meningkatkan cita rasa, warna, gizi dan daya awet produk akhir.
Penggorengan dapat menggubah kualitas makanan dan memberikan efek
akibat destruksi termal mikroorganisme dan enzim, serta mengurangi kadar
air sehingga daya simpan menjadi lebih baik.
Mesin penggorengan hampa (vacuum frying) adalah mesin produksi
untuk menggoreng berbagai macam buah dan sayuran dengan cara
penggorengan hampa. Penggorengan vakum merupakan cara pengolahan
yang tepat untuk menghasilkan kripik buah dengan mutu tinggi.
Salah satu metode penggorengan adalah penggorengan hampa
(vacuum frying). Metode penggorengan hampa merupakan metode yang
paling tepat untuk menghasilkan kripik buah berkualitas tinggi. Mesin
vacuum frying adalah mesin yang digunakan untuk menggoreng berbagai
macam buah dan sayuran. Proses penggorengan vakum adalah proses
penggorengan yang dilakukan dengan tekanan lebih rendah dari tekanan
atmosfir atau hampa udara. Proses penggorengan pada tekanan yang lebih
rendah mengakibatkan terjadinya penurunan titik didih minyak goreng.
Proses penggorengan yang terjadi pada suhu lebih rendah ini
menyebabkan proses ini sangat sesuai dengan bahan yang memang tidak
tahan dengan suhu yang tinggi. Prinsip kerja vacuum frying adalah
menghisap kadar air dalam sayuran dan buah dengan kecepatan tinggi agar
pori-pori daging buah-sayur tidak cepat menutup, sehingga kadar air dalam
buah dapat diserap dengan sempurna. Prinsip kerja dengan mengatur
keseimbangan suhu dan tekanan vakum.
5
Program Studi Teknik Mesin
Fakultas Teknik UNTAG Surabaya
Untuk menghasilkan produk dengan kualitas yang bagus dalam
artian warna, aroma, ras buah-sayur tidak berubah dan renyah. Pengaturan
suhu tidak boleh melebih 85 C dan tekanan vakum antara 65 – 76 cmHg.
Sebaiknya air dalam bak penampung pada vacuum frying tidak mengandung
partikel besi karena dapat menyebabkan air keruh dan dapat merusak pompa
vakum yang akhirnya mempengaruhi kerenyahan keripik.
Kondisi vakum ini dapat menyebabkan penurunan titik didih
minyak dari 110º C – 200º C menjadi 80º C – 100º C sehingga dapat
mencegah terjadinya perubahan rasa, aroma, dan warna bahan seperti
mangga dan buahan lainnya.
Dengan mesin penggorengan vakum (vacuum frying)
memungkinkan bahwa mengolah buah atau komoditi peka panas seperti
buah dan sayuran menjadi hasil olahan berupa keripik (chips) seperti kripik
nangka, keripik apel, keripik salak, keripik pisang, keripik nanas, keripik
melon, keripik papaya, keripik wortel, keripik buncis, keripik labu siem,
keripik lobak, keripik jamur kancing, dan lain-lain.
Gambar 2.1 Vacuum Frying
( https://wiratech.co.id/mesindo-mesin-vacuum-fryer/)
6
Program Studi Teknik Mesin
Fakultas Teknik UNTAG Surabaya
2.1.1.1. MESIN PENGGORENGAN VAKUM DIPASARAN
Pada mesin penggorengan yang ada di pasaran pemvakuman ruang
penggorengan dilakukan dengan sistem water jet. Prisip kerja kevakuman
seperti pada sistem venturi. Air yang dipompa menyebabkan terjadinya
kevakuman pada saluran ke tabung penggorengan dan menghisap udara
didalamnya. Penggerak pompa water jet berupa motor listrik yang besar
daya bervariasi sesuai kapasitas tampung bahan pada tabung penggorengan.
Dari literatur website wiratech, alat penggorengan vakum yang
dipasarkan ada empat jenis kapasitas tampung bahan dan memiliki daya
motor berbeda. Kapasitas 1,5 kg memerlukan daya 200 watt, kapasitas 3,5
kg memerlukan daya 0,75 HP = 559,3 watt, kapasitas 5 kg memerlukan
daya 0,75 – 1 HP = 559,3 – 745,7 watt, dan kapasitas 10 kg memerlukan
daya 2,5 HP = 1864,25 watt[2]. Pada literature website Maksindo juga ada
empat tipe alat penggorengan vakum, kapasitas 1,5 kg memerlukan daya
300 watt, kapasitas 3,5 kg memerlukan daya 1000 watt, kapasitas 5 kg
memerlukan daya 1000 watt dan kapasitas 10 kg memerlukan daya 2100
watt. Dari kedua penjelasan sebelumnya dapat diketahui bahwa semakin
besar kapasitas tampung bahan memerlukan daya penggerak semakin besar
pula. Selain itu pada website Maksindo tebal plat penggorengan vakum yang
digunakan adalah 2 mm.
Gambar 2.2 Komponen penggorengan vakum pasaran
7
Program Studi Teknik Mesin
Fakultas Teknik UNTAG Surabaya
Komponen-komponen penyusun penggorengan vakum
1. Sumber panas
2. Tabung Penggoreng
3. Tuas Pengaduk
4. Pengendali Operasi
5. Penampung Kondensat
6. Pengukur Vakum
7. Keranjang penampung bahan
8. Kondensor
9. Saluran hisap uap air
10. Water jet
11. Pompa Sirkulasi
12. Saluran air pendingin
13. Bak air sirkulasi
14. Kerangka
Fungsi komponen-komponen penggorengan vakum:
1. Pompa vakum berfungsi untuk menghisap udara di dalam ruang
penggoreng sehingga tekanan menjadi rendah, serta untuk menghisap
kadar air yang menguap dari bahan selama penggorengan.
2. Ruang penggoreng (tabung penggoreng, keranjang penampung bahan
dan tuas penggaduk). Bagian ini berfungsi sebagai tempat pemanasan
minyak yang dilengkapi dengan dengan keranjang untuk pengangkat
dan pencelup bahan yang digoreng.
3. Kondensor (kondensor dan penampung kondensat). Bagian ini berfungsi
sebagai tempat untuk mengembunkan uap air. Fluida yang digunakan
sebagai pendingin dalam kondensor adalah air yang berasal dari
sirkulasi penggerak water-jet.
4. Pengendali operasi berfungsi untuk mengendalikan/mengatur suhu dan
tekanan selama proses penggorengan.
5. Pemanas (sumber panas) berfungsi untuk memanaskan minyak dalam
tabung penggoreng.
6. Kerangka berfungsi sebagai tumpuan komponen-komponen mekanisme
penggoreng vakum[8].
8
Program Studi Teknik Mesin
Fakultas Teknik UNTAG Surabaya
2.1.1.2 PENGGORENGAN VAKUM PENELITIAN SEBELUMNYA
Pada penelitian sebelumnya mesin vacuum frying menggunakan
kompressor AC mobil untuk melakukan kevakuman di dalam tabung
penggorengan. Kompresor tersebut menggunakan motor penggerak dengan
kapasitas daya 370 Watt.
Prinsip kerja dari mekanisme ini dimana ruang penggorengan
prinsip kerja dari mekanisme ini dimana ruang penggorengan dipanaskan
dengan media kompor gas manual sampai fluida mendidih sesuai
temperature yang diharapkan, kemudian dinyalakan motor lisrik sebagai
penggerak utama penghisap uap jenis kompresor, lalu uap minyak panas
dari tabung frying diisap dengan penghisap uap sistem torak sehingga uap
yang ada di dalam tabung frying berkurang lalu dimasukkan bahan baku
sesuai variasi kapasitas yang diberikan kedalam tabung frying. Dengan
melihat tekanan dan temperatur serta pengaruh waktu sesuai kapasitas bahan
baku yang diberikan maka diperoleh data pengujian dari rancangan bangun
vacuum frying (Langen Cahyo,2017).
Gambar 2.3 Mekanisme vakum frying system torak penelitian sebelumnya
1. Tabung penggorengan
2. Saringan uap
3. Kompressor
4. Motor listrik
9
Program Studi Teknik Mesin
Fakultas Teknik UNTAG Surabaya
5. Rangka
6. Kontrol Panel
7. Kompor gas
Selama mekanisme kerjanya penggorengan vakum sistem water jet
pun dan sistem kompresor torak memiliki penggerak yang sama yaitu motor
listrik. Dengan kapasitas daya tampung yang sama penggorengan vakum
sistem torak bisa menggunakan daya yang lebih kecil dibandingkan
penggorengan vakum di pasaran.
Pada penelitian sebelumnya proses uji coba penggorengan
menggunakan buah pisang kepok dan nanas dengan berat 300 gram.
Kesimpulan yang diperoleh yaitu tekanan maksimum yang ditunjukkan
vacumm gauge adalah -40 cmHg. Mesin penggorengan vakum belum
optimal jika digunakan untuk menggoreng buah dengan kadar air di atas
70,7% dan temperatur yang paling ideal untuk menggoreng buah pisang
adalah pada temperature 100 ℃ dibuktikan dengan kadar air 2,21%. Nilai
ini dibawah batas maksimum standard SNI yaitu 6%, warna hasil
penggorengan normal kuning keemasan dan kerenyahan sesuai.
2.2 DASAR TEORI
2.2.1 TEKANAN
Jika suatu gas atau udara menempati suatu bejana tertutup maka
pada dinding bejana tersebut akan bekerja pada suatu gaya. Gaya ini per
satuan luas dinding disebut tekanan.
Menurut teori ilmu fisika, gas terdiri dari molekul-molekul yang
bergerak terus menerus secara sembarang. Karena gerakan ini, dinding
bejana yang ditempati akan mendapat tumbukan terus menerus pula dari
banyak molekul. Tumbukan inilah yang dirasakan sebagai tekanan pada
dinding.
Jika temperature gas dinaikkan, maka gerakan molekul-molekul
akan menjadi semakin cepat. Dengan demikian tumbukan pada dinding akan
menjadi semakin sering dan dengan impuls yang semakin besar. Jadi
meskipun volume bejana tetap, tekanan pada dinding akan menjadi lebih
besar.
10
Program Studi Teknik Mesin
Fakultas Teknik UNTAG Surabaya
Jika temperature gas dinaikkan dengan volume tetap, tumbukan
pada dinding akan semakin banyak, sehingga tekanan akan naik. Jika
volume bejanan diperkecil sedangkan jumlah gas yang ada di dalamnya
tetap seperti semula , maka ruangan menjadi lebih padat molekul sedangkan
luas dinding berkurang. Maka tumbukan yang terjadi per satuan luas dinding
akan semakin besar hingga tekanannya juga akan naik. Selain daripada itu,
karena pemampatan ini juga berarti penambahan energi kepada gas maka
gerakan molekul menjadi lebih cepat, yang berarti temperaturnya akan naik.
Gambar 2.4 Molekul tekanan gas dan hubungan tekanan mutlak dan
tekanan lebih(gage)
2.2.1.1 TEKANAN ATMOSFIR
Tekanan atmosfir yang bekerja di permukaan bumi dapat dipandang
sebagai berat kolom udara mulai dari permukaan bumi sampai batas
atmosfir yang paling atas. Untuk kondisi standar, gaya berat kolom udara ini
pada setiap 1 𝑐𝑚2 luas permukaan bumi adalah 1,033 kgf. Dengan
perkataan lain dapat dinyatakan bahwa tekanan
1 atmosfir (1 atm) = 1,033 kgf/𝑐𝑚2 = 0,1013 Mpa
Tekanan atmosfir juga biasa dinyatakan dalam tinggi kolom air raksa (mm
Hg), di mana
1 atm = 760 mmHg
11
Program Studi Teknik Mesin
Fakultas Teknik UNTAG Surabaya
2.2.1.2 TEKANAN MUTLAK DAN TEKANAN LEBIH
Untuk menyatakan besarnya tekanan gas (atau zat cair) dalam suatu
ruangan atau pipa biasanya dipakai satuan kgf/𝑐𝑚2 atau Pa (Pascal). Dasar
yang dipakai sebagai harga nol dalam mengukur atau menyatakan tekanan
ada dua macam.
1) Jika harga nol diambil sama dengan tekanan atmosfir, maka tekanan
yang diukur disebut tekanan lebih (gage pressure).
2) Jika harga nol diambil sama dengan tekanan vakum mutlak maka
tekanan disebut tekanan mutlak.
Antara tekanan mutlak dan tekanan lebih terdapat hubungan sebagai
berikut:
Tekanan mutlak = tekanan lebih + tekanan atmosfir.
Hubungan ini digambarkan dalam gambar 2.4
Dalam penulisan satuan tekanan biasanya perlu ditambahkan
keterangan apakah harga yang dimaksud merupakan tekanan mutlak atau
tekanan absolut. Jika yang dimaksud adalah tekanan lebih, maka penulisan
satuanya dapat dilakukan misalnya sebagai berikut : kgf/𝑐𝑚2 (g) atau Pa (g),
di mana g merupakan singkatan dari gage. Jika yang dimaksud adalah
tekanan mutlak, dapat ditulis sebagai berikut : kgf/𝑐𝑚2 (abs) atau Pa (abs) di
mana abs merupakan singkatan dari absolut atau mutlak.
Dalam praktek biasanya orang memakai tekanan lebih, sedang
tekanan mutlak dipakai dalam teori.
2.2.1.1 MANOMETER
Manometer adalah alat yang menggunakan kolom cairan untuk
mengukur tekanan
Sebuah pengukur vakum digunakan untuk mengukur tekanan dalam
ruang hampa-yang selanjutnya dibagi menjadi dua subkategori, tinggi dan
rendah vakum (vakum dan kadang-kadang ultra-tinggi). Satuan dari alat
ukur tekanan ini biasanya berupa psi (pound per square inch), psf (pound per
square foot), mmHg (millimeter of mercury), inHg (inch of mercury), bar,
atm (atmosphere), N/𝑚2 (pascal). Banyak teknik telah dikembangkan untuk
pengukuran tekanan dan vakum. Instrumen yang digunakan untuk mengukur
tekanan disebut alat pengukur tekanan atau alat pengukur vakum.
12
Program Studi Teknik Mesin
Fakultas Teknik UNTAG Surabaya
Gambar 2.5 Vacuum gauge
Sumber : https://www.indiamart.com/proddetail/vacuum-pressure-
gauge-14653758473.html
2.2.3 GAS IDEAL
Hukum Boyle dan Hukum Charles dapat digabungkan menjadi
hokum Boyle-Charles yang dapat dinyatakan sebagai
PV=GRT
Dimana : P : Tekanan mutlak (𝑘𝑔𝑓
𝑚2⁄ ) atau Pa
V : Volume(𝑚3)
G : Berat gas (kgf) atau (N)
T : Temperature mutlak (°𝐾)
R : Konstanta gas (m/°𝐾)
Konstanta gas R besarnya tetap untuk suatu gas tertentu. Harga R
ini berbeda untuk masing-masing gas. Untuk udara kering (pada tekanan
760 mmHg dan temperature 0℃) harga R= 29,27 m/ 𝐾0 . Untuk udara
lembab dengan kelembaban relative 65%, pada 760 mmHg dan 20℃ , harga
R=29,46. Harga ini biasa dipakai untuk perhitungan kompresor karena lebih
13
Program Studi Teknik Mesin
Fakultas Teknik UNTAG Surabaya
mendekati kondisi udara yang diisap kompresor pada umumya. Dalam
Tabel diberikan harga-harga R untuk berbagai gas yang penting.
Tabel 2.1 Konstanta gas dari beberapa gas
Persamaan dapat pula ditulis
𝑃𝑣 = 𝑅𝑇
Dimana 𝑣 =V/G adalah volume spesifik (𝑚3/𝑘𝑔𝑓) atau (𝑚3/𝑁).
Karena 𝑣 = 1/𝛾, di mana 𝛾 =berat jenis (kgf/𝑚3 atau N/𝑚3) maka
persamaan …… dapat pula ditulis sebagai
𝑃
𝛾 = RT
Persamaan dapat pula ditulis
𝑃𝑣
𝑇= 𝑅 = tetap
Gas yang memenuhi persamaan ini didebut gas ideal.
2.2.4 POMPA
2.2.4.1 KLASIFIKASI KOMPRESOR
Kompresor terdapat dalam berbagai jenis dan model tergantung
pada volume dan tekanannya. Gb 2.6 Memperlihatkan klasifikasi kompresor
yang digolongkan atas dasar tekanannya. Kompresor digunakan untuk jenis
yang bertekanan tinggi, blower peniup (peniup) untuk yang bertekanan agak
rendah, sedangkan fan (kipas) digunakan untuk tekanana yang sangat
rendah. Atas dasar pemampatannya kompresor dibagi atas jenis turbo dan
jenis perpindahan. Jenis turbo menaikkan tekanan dan kecepatan gas dengan
gaya sentrifugal yang ditimbulkan oleh sudu. Jenis perpindahan, seperti
telah dijelaskan dapat menaikkan tekanan dengan memperkecil atau
14
Program Studi Teknik Mesin
Fakultas Teknik UNTAG Surabaya
memampatkan volume gas yang di isap ke dalam silinder atau stator oleh
torak atau sudu.
Gambar 2.6 Klasifikasi Kompresor
2.2.4.2 KOMPRESOR
Kompresor adalah mesin untuk memampatkan udara atau gas.
Kompresor udara biasanya mengisap udara dari atmosfir. Namun ada pula
yang menghisap udara atau gas yang bertekanan lebih tinggi dari tekanan
atmosfir. Dalam hal ini kompresor bekerja sebagai penguat (booster).
Sebaliknya ada pula kompresor yang menghisap gas yang bertekanan lebih
rendah dari pada tekanan atmosfir. Dalam hal ini kompresor disebut pompa
vakum.
15
Program Studi Teknik Mesin
Fakultas Teknik UNTAG Surabaya
Jika suatu gas di dalam sebuah ruangan tertutup diperkecil
volumenya maka gas akan mengalami kompresi. Kompresor yang
menggunakan azas ini disebut dengan kompresor jenis perpindahan
(displacement). Secara prinsip kompresor jenis ini dilukiskan seperti di
dalam gambar 2.7. Adapun pelaksanaannya dalam praktek memerlukan
konstruksi seperti diperlihatkan dalam gambar 2.8. Disini digunakan torak
yang bergerak bolak balik di dalam sebuah silinder untuk mengisap,
menekan, dan mengeluarkan gas secara berulang-ulang. Dalam hal ini gas
yang ditekan tidak boleh membocor melalui celah antara dinding torak dan
dinding silinder yang saling bergesek. Untuk itu digunakan cincin torak
sebagai perapat.
Gambar 2.7 Prinsip kerja kompresor
Pada kompressor yang sesungguhnya torak tidak digerakkan tangan
melainkan dengan motor melalui poros engkol seperti diperlihatkan dalam
gambar 2.7. Dalam katup isap dan katup keluar dipasang kepada kepala
silinder. Adapun sebagai pemampat energy dipakai tangki udara.Tangki ini
dapat dipersamakan dengan ban pada pompa ban. Kompresor semacam ini
dimana torak bergerak bolak balik disebut kompresor bolak-balik.
Gambar 2.8 Kompresor udara satu torak
16
Program Studi Teknik Mesin
Fakultas Teknik UNTAG Surabaya
Kompresor bolak balik menimbulkan getaran karena gaya inersia
sehingga tidak sesuai untuk beroperasi dalam pada putaran tinggi. Karena
itu berbagai kompresor putar telah dikembangkan dan tersedia banyak di
pasaran.
2.2.4.3 PERHITUNGAN KOMPRESOR
Dalam proses kompresi pada kompresor terdapat dua macam
efisiensi yang penting, yaitu efisiensi volmetrik dan efisiensi adiabatik
keseluruhan.
Sebuah kompresor torak memiliki parameter diameter silinder D(m)
, langkah torak S(m), putaran N(m). Dengan ukuran seperti ini kompresor
akan memampatkan 𝑉𝑠 = (𝜋4⁄ )𝐷2 𝑥 𝑆 (𝑚3) untuk setiap langkah kompresi
yang dilakukan dalam setipa putaran poros engkol. Jumlah volume gas yang
dimampatkan per menit disebut perpindahan torak. Jadi jika poros
kompresor mempunyai putaran N (rpm) maka.
Perpindahan torak = 𝑉𝑠𝑥𝑁 =𝜋
4𝐷2𝑥𝑆𝑥𝑁 (𝑚3
min )⁄ ……. Sularso (hal 187)
Gambar 2.9 Langkah torak
Perpindahan torak menyatakan kemampuan teoritis menghasilkan
volume gas tiap menit. Namun dalam kompresor yang sesungguhnya
volume gas yang dikeluarkan adalah kecil dari pada perpindahan torak.
17
Program Studi Teknik Mesin
Fakultas Teknik UNTAG Surabaya
Adapun efisiensi volumetris 𝑛𝑣 didefinisikan sebagai
𝑛𝑣 = 𝑄𝑠
𝑄𝑡ℎ
Di mana 𝑄𝑠 : Volume gas yang dihasilkan, pada kondisi tekanan dan
temperature isap (𝑚3/min)
𝑄𝑡ℎ : Perpindahan torak (𝑚3/min)
2.2.4.4 KONSTRUKSI KOMPRESOR TORAK
Seperti diperlihatkan dalam Gb 2.10 Kompresor torak atau
kompresor bolak-balik pada dasarnya dibuat sedemikian rupa hingga
gerakan putar dari penggerak mula.
Gambar 2.10 Kompresor kerja tunggal
(i) Isap
Bila poros engkol berputar arah panah,
torak bergerak ke bawah oleh tarikan
engkol. Maka terjadilah tekanan negatip
(di bawah tekanan atmosfir) di dalam
silinder dan katup isap terbuka oleh
perbedaan tekanan, sehingga udara
terisap.
(ii) Kompresi
Bila torak bergerak dari titik mati bawah
ke titik mati atas, katup isap tertutup dan
udara di dalam silinder dimampatkan.
(iii) Keluar
Bila torak bergerak ke atas, tekanan di
dalam silinder akan naik. Maka katup
keluar akan terbuka oleh tekanan
udara/gas dan udara/gas akan keluar.[5]
18
Program Studi Teknik Mesin
Fakultas Teknik UNTAG Surabaya
2.2.5 PERHITUNGAN TITIK DIDIH AIR TERHADAP PENURUNAN
TEKANAN
Jika suatu cairan dibiarkan maka molekul cairan dipermukaan akan
terlepas menjadi gas. Semakin lama kecepatan pelepasan tersebut semakin
lambat. Secara simultan partikel yang telah terlepas menjdai gas juga
mengalami pengembunan. Kecepatan pengembunan semakin lama semakin
cepat, tetapi tetap tidak akan melebihi kecepatan penguapan. Pada saat
tertentu kecepatan pengembunan sama dengan kecepatan penguapan.
Kondisi ini disebut terjadi kesetimbangan antara fase cair dengan fase
uapnya. Tekanan yang diberikan oleh uap cairan pada kondisi itu disebut
tekanan uap kesetimbangan atau tekanan uap jenuh atau sering disingkat
dengan tekanan uap (P). Semakin tinggi suhu uap cairan pada kondisi
kesetimbangan semakin tinggi, sehingga tekanan uap semakin tinggi pula.
Persamaan Clausius-Clapeyron menggambarkan hubungan tersebut.
Log P2
P1=
∆Hv (T2 – T1)
2,303R T2 T1 atau
𝑙𝑛 (𝑃𝑣𝑎𝑝𝑇1
𝑃𝑣𝑎𝑝𝑇2) =
∆𝐻𝑣𝑎𝑝
𝑅(
1
𝑇2−
1
𝑇1)
∆Hv adalah panas penguapan molar, yaitu panas yang diabsorbsi
oleh satu mol cairan untuk menguap. Pada suhu tertentu besarnya tekanan
uap sama dengan tekanan atmosfer. Suhu ini disebut titik didih. Pada
kondisi mendidih ini, panas yang diberikan akan digunakan untuk
mengubah cairan menjdai gas, tidak untuk menaikkan suhu, sehingga suhu
cairan tidak akan naik. Panas yang diperlukan untuk mengubah 1 gram
cairan menjadi gas pada kondisi mendidih ini disebut panas penguapan
laten.
Jika tekanan atmosfer semakin tinggi maka perlu suhu yang lebih
tinggi untuk mendapatkan tekanan uap sama dengan tekanan atmosfer,
artinya titik didihnya semakin tinggi. Jika cairan diletakkan dalam ruang
tertutup rapat, maka berapapun suhunya tekanan uap tidak akan sama
dengan tekanan atmosfer (ruang) karena 𝑃𝑟𝑢𝑎𝑛𝑔 = 𝑃𝑢𝑎𝑝 + 𝑃𝑔𝑎𝑠 Sehingga
cairan tidak akan mendidih dan suhu cairan dan uap cairan akan naik terus.
Jika suhu dinaikkan terus dalam suatu ruangan bertekanan sangat
tinggi maka tekanan uap akan naik terus. Tetapi pada suhu tertentu cairan
tidak bisa berwujud, walaupun tekanan dibuat sangat tinggi. Pada kondisi
19
Program Studi Teknik Mesin
Fakultas Teknik UNTAG Surabaya
itu tidak ada lagi tekanan uap karena sudah tidak ada kesetimbangan antara
uap dengan cairannya, walaupun tekanan yang diberikan oleh uap tersebut
sangat tinggi, tetapi namanya bukan tekanan uap. Suhu maksimal di mana
cairan masih bisa diwujudkan disebut temperatur kritik cairan, dan tekanan
uap pada suhu ini disebut tekanan kritik. Sekali lagi, di atas temperatur
kritik cairan tidak bisa diwujudkan berapapun tekanan ruangannya.
Temperatur kritik dan titik didih berbanding lurus dengan atraksi
antar molekul penyusun cairan, sedangkan tekanan uap sebaliknya, semakin
tinggi tekanan uap semakin kecil atraksi antar molekul. Sebagai contoh
helium dan air. Air mempunyai temperatur kritik 647 K dan tekanan kritik
218 atm, sedangkan helium mempunyai temperatur kritik 5,2 K dan tekanan
kritik 2,26 K. Temperatur kritik yang tinggi menunjukkan atraksi antar
molekul air sangat kuat. Sudah kita pahami bahwa itu karena adanya ikatan
hidrogen pada air. Helium mempunyai temperatur kritik yang rendah.
Ikatan antar helium adalah Gaya London yang memang sangt lemah. Pada
suhu kamar helium tidak mungkin berupa cair, walaupun diberi tekanan
yang sangat tinggi.
2.2.7 VARIASI BAHAN
2.2.7.1 NANAS
Nanas atau bahas latinnya Ananas Comosus bukan berasal dari
tanaman Indonesia, yaitu berasal dari Brazil dan Paraguay. Kata Pineapple
dikenal pertama kali pada tahun 1389 kemudian penelitian Eropa
menemukan Pineapple tahun 1664 karena bentuknya mirip dengan buah
pinus.Colombus menemukan di kepulauan Indies dan membawa ke Eropa.
Tanaman buah nanas (Ananas comosus) merupakan tanaman yang
termasuk golongan tanaman tahunan. Susunan yang terdapat pada buah
nanas yaitu akar, batang, daun, bunga dan buah. Akar nanas dapat dibedakan
menjadi akar tanah dan akar samping.
20
Program Studi Teknik Mesin
Fakultas Teknik UNTAG Surabaya
Gambar 2.11 Buah Nanas
(http://www.pakarbuah.com/p/mengenal-buah-nanas.html)
Dalam tata nama atau sistematik (taksonami) tumbuhan, buah nanas
(Ananas comosus) dapat diklasifikasikan sebagai berikut.
Kingdom : Plantae (tumbuh-tumbuhan)
Divisi : Spermatophyta (tumbuhan berbiji)
Kelas : Angiospermae (berbiji tertutup)
Ordo : Farinosae (Bromeliales)
Famili : Bromeliaceace
Genus : Ananas
Spesies : Ananas Comosus
21
Program Studi Teknik Mesin
Fakultas Teknik UNTAG Surabaya
Tabel 2.2 Kandungan gizi buah nanas per 100 gram bahan
Kandungan gizi Banyaknya
Kalori 52 kal
Protein 0.40 gram
Lemak 0.20 gram
Karbohidrat 16 gram
Fosfor 11mg
Zat besi 0.30 mg
Vitamin A 130 S.I
Vitamin B1 0.080 mg
Vitamin C 24 mg
Air 85.30 gram
Bagian yang dapat dimakan 53%
Buah nanas (Ananas Comosus) dapat dipanen ketika sudah berusia
sekitar 12-24 bulan dari sejak tanam. Pemanenan buah nanas (Ananas
Comosus) dilakukan dengan memotong tangkai buah dengan pisau,
pengambilan buah nanas yang tepat pada waktu pagi hingga siang hari.
Menentukan buah nanas (Ananas Comosus) yang sudah layak panen tanda-
tandanya, yaitu mata buah nanas lebih membulat, mahkota buah nanas
sudah membuka, warna kulit buah berubah kekuning-kuningan hingga
kedasar buah, timbul aroma buah nanas yang khas serta harum.[10]
2.2.7.2 SALAK
Salak merupakan salahsatu tanaman asli Indonesia yang menyebar
ke Filipina, Malaysia, Brunei, dan Thailand melalui para pedagang. Di
beberapa daerah, tanaman ini berkembang sesuai dengan spesifikasi lokasi,
sehingga secara umum komoditas ini dikelompokkan sebagai berikut : Salak
Jawa (Sallaca zalacca (Gaertner ) Voss) dengan biji 2-3 butir dan daging
buah berwarna putih tulang kekuningan, dan salak Bali (Salacca
amboinensis (Becc) Mogea) dengan biji 1-2 butir dan daging buah berwarna
putih tulang kekuningan, dan salak Padang Sidempuan. (Salacca sumatrana
(Becc)) yang bergagang agak kemerahan.
22
Program Studi Teknik Mesin
Fakultas Teknik UNTAG Surabaya
Gambar 2.12 Buah Salak
(https://agroteknologi.web.id/kandungan-dan-manfaat-buah-salak/)
Secara umum klasifikasi ilmiah salak adalah sebagai berikut :
Kingdom : Plantae
Divini : Magnoliophyta
Ordo : Liliopsida
Famili : Arecaceae
Genus : Salacca
Spesies : S. Zalacca
Salak pondoh merupakan salah satu varietas unggul yang berasal
dari Sleman, Yogyakarta yang sangat populer. Salah satu keunggulan salak
pondoh adalah rasanya tetap manis meskipun buahnya dipetik masih muda.
Salak pondoh berbentuk segitiga atau bulat telur terbalik.
23
Program Studi Teknik Mesin
Fakultas Teknik UNTAG Surabaya
Tabel 2.3 Komposisi kimia daging buah salak (setiap100g daging buah
salak)
Kandungan Gizi Proporsi
Kalori 77.0 kal
Protein 0.40g
Karbohidrat 20.90g
Kalsium 28.00mg
Fosfor 18.00mg
Zat Besi 4.20mg
Vitamin B 0.04mg
Vitamin C 2.00mg
Air 78.00mg
Bagian yang dapat dimakan 50%
Salak merupakan komoditas yang kaya dengan kandungan gizi
berupa kalori, protein, mineral, dan vitamin. Komposisi kimia daging buah
salak berubah dengan semakin meningkatnya umur buah dan bervariasi
menurut varietasnya. Salak memiliki kandungan kimiawi yang relative
konstan pada umur 5 bulan sesudah bunga mekar. Pada umur tersebut kadar
gulanya mencapai nilai tertinggi, sedangkan kadar asamnya dan taninya
terendah. Hal ini yang menyebabkan umur 5 bulan setelah bunga mekar
adalah umur panen terbaik untuk konsumsi karena rasanya manis dan rasa
asm hampir tidak ada. [11]
2.2.8 STANDARD MUTU
Mutu merupakan gabungan atribut produk yang dinilai secara
organoleptic (warna, tekstur, rasa dan bau). Intisari elemen-elemen mutu
dapat dipahami sebagai berikut ;
1. Mutu meliputi usaha memenuhi atau melebihi harapan pelanggan.
2. Mutu mencakup produk, jasa manusia, proses dan lingkungan.
3. Mutu merupakan kondisi yang selalu berubah (misalnya yang
dianggap bermutu saat ini mungkin akan dianggap kurang bermutu
pada masa mendatang).
Klarifikasi karakteristik mutu bahan pangan terdapat dua kelompok,
yaitu ; (1) karakteristik fisik/tampak, meliputi penampilan yaitu warna,
24
Program Studi Teknik Mesin
Fakultas Teknik UNTAG Surabaya
ukuran, bentuk, dan cacat fisik; kinestika yaitu tekstur, kekentalan dan
konsistens; flavor yaitu sensasi dari kombinasi bau dan cicip, dan
karakteristik tersembunyi, yaitu nilai gizi dan keamanan mikrobiologis.
Adapun sifat mutu merupakan sifat-sifat yang langsung dapat diamati,
dianalisis atau diukur dari produk. Sifat-sifat itu dapat berupa sifat fisik
obyektif (susunan kimia, kadar air, kadar abu, berat dan ukuran) ataupun
sifat organoleptic subyektif (rasa, bau, dan tekstur). Sifat-sifat itu dapat
diukur dengan alat fisik maupun secara uji indrawi.